BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Diare dan Penyebabnya
Menurut Navaneethan dan Ralph (2011), diare secara umum didefinisikan sebagai peningkatan frekuensi dari buang air besar dan bentuk tinja yang tidak normal atau cair. Sesuai dengan definisi Hippocrates, diare merupakan buang air besar dengan frekuensi yang tidak normal (meningkat) dan konsistensi tinja yang lebih lembek atau cair (Suharyono, 1991).
Secara normal makanan yang terdapat di dalam lambung dicerna menjadi bubur (chymus), kemudian diteruskan ke usus halus untuk diuraikan lebih lanjut oleh enzim-enzim. Setelah terjadi reasorpsi, sisa chymus tersebut yang terdiri dari 90% air dan sisa-sisa makanan yang sukar dicerna, diteruskan ke usus besar (colon). Bakteri-bakteri yang biasanya selalu berada di kolon mencerna lagi sisa-sisa (serat-serat) tersebut, sehingga sebagian besar dapat diserap selama perjalanan melalui usus besar. Airnya juga direabsorpsi dan akhirnya isi usus menjadi lebih padat. Tetapi kadang terjadi peristaltik usus yang meningkat dimana pelintasan chymus menjadi dipercepat dan masih mengandung banyak air pada saat meninggalkan tubuh sebagai tinja (Priece dan Lorraine, 2005).
oleh alergi makanan atau minuman (intoleransi), gangguan gizi serta bisa disebabkan oleh efek samping obat.
Keracunan makanan oleh beberapa bakteri juga dapat menyebabkan diare. Bakteri tersebut umumnya merupakan Gram negatif, seperti yang tercantum dalam Tabel 2.6 berikut.
Tabel 2.1 Bakteri penyebab keracunan makanan dan diare
Kuman Sumber Gejala Pemulihan
Bacillus cereus makanan Muntaber, dehidrasi
Cepat
Clostrid.perfing. makanan Diare, nyeri, kejang
2-3 hari
E.coli Daging sapi, susu Diare darah 10-12 hari
Campylob.jejuni Daging
Clostrid.botulin Makanan di kaleng/ botol
Diare dan gangguan saraf
10-14 hari
Salmonella Daging sapi/ unggas, susu
Muntaber, demam 3-6 hari sampai 2 minggu
Shigella Makanan/air Diare dengan darah
7-10 hari
Staphyl.aureus Makanan/air Muntaber, dehidrasi
Kurang dari 24 jam
Sumber: Tjay dan Rahardja, 2007; Kohanski, et al., 2010 2.1.1 Escherichia coli
Bakteri ini adalah Gram negatif, aerob atau anaerob fakultatif, panjang 1 - 4 μm, lebar 0,4 - 1,7 μm, berbentuk batang, tidak bergerak. Bakteri ini tumbuh baik pada suhu 37oC tapi dapat tumbuh pada suhu 8 - 40o
Escherichia coli merupakan bagian dari flora normal saluran pencernaan. Morfologi dan ciri-ciri pembeda Escherichia coli yaitu: merupakan batang Gram negatif, terdapat tunggal, berpasangan, dalam rantai pendek, biasanya tidak
fakultatif, penghuni normal usus besar, seringkali menyebabkan infeksi.
Escherichia coli dalam usus besar bersifat patogen apabila melebihi dari jumlah normalnya. Galur-galur tertentu mampu menyebabkan peradangan selaput perut dan usus (gastroenteritis). Bakteri ini menjadi patogen yang berbahaya bila hidup di luar usus besar seperti pada saluran kemih, yang dapat mengakibatkan peradangan selaput lendir (sistitis) (Jawetz, 2001).
E.coli yang menyebabkan diare sangat sering ditemukan di dunia. Dimana klasifikasinya berdasarkan ciri khas dan sifat virulensinya (yaitu E.coli
enteropatogenik atau EPEC dan E.coli enterotoksigenik atau ETEC) dimana mekanismenya dalam menimbulkan penyakit juga berbeda-beda (Jawetz, 1996). 2.1.2 Salmonella thypi
Salmonella adalah batang bergerak yang secara khas meragikan glukosa dan manosa tanpa membentuk gas tetapi meragikan laktosa dan sukrosa (Jawetz, 1996). Bakteri ini menyebabkan tifus perut yang ditularkan pada manusia oleh basil ternak (telur itik). Tifus sebenarnya termasuk ke dalam penyakit demam, berhubungan adanya beberapa gejala, seperti demam tinggi (dengan bradycardia) dan kepala sangat nyeri. Tetapi penyakit ini juga merupakan penyebab utama infeksi usus (Kohanski, et al., 2010).
2.1.3 Vibrio cholera
Pada isolasi yang pertama, Vibrio cholera berbentuk koma, batang bengkok kira-kira 2 - 4 μm. Bakteri ini sangat akti bergerak dengan memakai satu flagel kutub. Pada biakan yang lama, vibrio dapat menjadi batang lurus yang menyerupai bakteri enterik Gram negatif (Jawetz, 1996).
Organisme ini tidak menyebar di luar saluran pencernaan dan berkembang biak sampai konsentrasi sangat tinggi dalam usus kecil dan usus besar. Vibrio cholera tidak menembus lapisan epitelium seperti Shigella, namun melekat erat pada lender usus. Diare dari V. cholera adalah akibat sekeresi enterotoksin yang disebut koleragen yang merangsang kegiatan enzim siklase adenil, yang selanjutnya mengubah ATP menjadi AMP siklik (cAMP: cyclic AMP). Kegiatan ini identik dengan kegiatan yang dipertelakan enterotoksin LT yang diproduksi oleh E. coli enteropatogen, cAMP merangsang sekresi (Cl- dan menghambat penyebaran Na+
2.1.4 Shigella dysenteriae
, yang berakibat kehilangan cairan dalam jumlah besar dan ketidakseimbangan elektrolit (Volk dan Wheeler, 1989).
Shigella dysenteriae (kadang disebut basil Shiga) mengeksresikan neurotoksin dan enterotoksin yang kuat. Neurotoksin ditandai dengan kelumpuhan dan kematian apabila diinjeksikan pada hewan percobaan seperti kelinci. Enterotoksin dapat ditunjukkan segera dengan akumulasi cairan dalam ruas terikat ileum kelinci. Enterotoksin S. dysenteriae kelihatannya tidak merangsang sintesis cAMP, dan mekanisme kerja tidak diketahui (Volk dan Wheeler, 1989).
2.1.5 Staphylococcus aureus
Staphylococcus aureus termasuk bakteri Gram positif, berbentuk kokus, bila diamati di bawah mikroskop, berpasangan atau berkelompok, yang memiliki warna keemasan muda. Bakteri ini merupakan bakteri patogen berupa anaerob fakultatif dan tumbuh pada suhu optimum 37o
Keracunan makanan yang disebabkan enterotoksin stafilokokus ditandai dengan masa inkubasi pendek (1 - 8 jam). Gejala yang akan timbul berupa muntah, mual dan diare hebat, penyembuhannya cepat. Infeksinya tidak ada gejala demam (Jawetz, 1996).
C (Jawetz, 2001). Bakteri ini menyebabkan infeksi pada luka yang mungkin menyebar ke lapisan subkutan kulit yang menyebabkan terjadinya abses permukaan yang terlokalisasi atau bisul. Bakteri ini merupakan mikroorganisme flora normal manusia yang terdapat pada saluran nafas atas dan kulit yang jarang menyebabkan penyakit individu yang sehat (Volk dan Wheeler, 1989).
2.1.6 Bacillus cereus
mempunyai dua bentuk berbeda, jenis muntah yang berkaitan dengan nasi yang terkontaminasi dan jenis diare yang berkaitan dengan daging dan saus.
Bacillus cereus menghasilkan beberapa enterotoksin, penyebab diare yang lebih bersifat keracunan daripada infeksi lewat makanan. Bentuk emetik bermanifestasi sebagai mual, muntah, kejang otot perut, kadang-kadang diare dan dapat sembuh sendiri, dengan masa penyembuhan yang terjadi dalam 24 jam (Jawetz, 1996; Tjay dan Rahardja, 2007).
2.2 Pengobatan Diare
Obat-obat yang digunakan dalam pengobatan diare dikelompokkan menjadi beberapa kategori, yaitu:
1. Kemoterapeutik, untuk terapi kausal yakni memberantas bakteri penyebab diare, seperti antibiotik, sulfonamid, kinolon dan furazolidon.
2. Obstipansia, yang dibagi menjadi:
a. zat-zat penekan peristaltik, candu dan alkaloidanya, derivat petidin (difenoksilat dan loperamid), dan antikolinergik (atropine dan ekstrak belladonna).
b. adstringen, yang menciutkan selaput lendir usus, misalnya asam samak (tanin) dan tanalbumin, garam-garam bismuth dan aluminium.
3. Spasmolitik, yakni zat-zat yang dapat melepaskan kejang-kejang otot yang sering kali menyebabkan nyeri perut pada diare (Jawetz, 1996; Tjay dan Rahardja, 2007).
Untuk pengobatannya, khusus untuk diare jenis infeksi spesifik maka digunakan kemoterapeutik. Terapi antibiotik diberikan bila pada pemeriksaan laboratorium ditemukan bakteri patogen. Karena pemeriksaan terhadap bakteri ini kadang-kadang sulit atau hasil pemeriksaan datang terlambat, antibiotik dapat diberikan dengan memperhatikan umur penderita, perjalanan penyakit, sifat tinja dan sebagainya (Noerasid, 1988).
Pengobatan diare infeksi juga dapat dilakukan dengan herbal. Herbal dikenal aman untuk berbagai jenis penyakit karena memiliki efek samping yang sedikit atau bahkan tidak ada (Bueno, 2012; Eja, et al., 2011). Penggunaan antibiotik konvensional oral secara umum juga akan mempengaruhi flora normal usus. Selain itu, pertimbangan lain dalam penggunaan antibiotik konvensional adalah resistensi bakteri.
2.3 Kombinasi Antimikroba
Bila dua obat antimikroba bekerja secara bersamaan pada populasi mikroorganisme yang homogen, pengaruhnya dapat dilihat pada uji in vitro dan in vivo, dimana dapat berupa salah satu dari yang berikut ini:
1. Tidak terjadi apa-apa, yaitu daya kerja gabungan tidak lebih besar daripada daya kerja obat yang lebih efektif bila digunakan sendiri
2. Pertambahan, yaitu daya kerja gabungan sama dengan jumlah daya kerja tiap obat bila digunakan sendiri-sendiri
3. Sinergisme, yaitu daya kerja gabungan nyata lebih besar daripada jumlah kedua efek
4. Antagonisme, yaitu daya kerja gabungan kurang daripada daya kerja obat yang lebih efektif bila digunakan sendiri-sendiri (Jawetz, 1996)
Pada umumnya dua antibiotik yang bersifat bakterisid bila dikombinasi akan bekerja sinergis sedangkan kombinasi dua antibiotik bakteriostatik dengan bakteriostatik adalah antagonis bila kuman peka dengan antibiotik bakterisid. Penggunaan kombinasi antimikroba atau antibiotik yang tepat sebaiknya memenuhi tujuan seperti sinergis terhadap mikroba penyebab infeksi, dapat mencegah resistensi mikroba, kombinasi merupakan tindak awal penanganan infeksi sehingga dapat berspektrum luas, serta dapat digunakan untuk menangani beberapa infeksi sekaligus (Wattimena, dkk., 1991).
2.4 Bawang Putih
selalu dimakan mentah atau dimasak, suplemen bawang putih yang berbeda termasuk yang dikeringkan atau formula bubuk, minyak dan ekstrak cairan akhir-akhir ini sudah beredar di pasaran untuk memenuhi permintaan dari konsumen terhadap senyawa bioaktif bawang putih (Cobas, et al., 2010).
Menurut USDA National Agricultural Statistic Service, bawang putih yang dihasilkan di Amerika Serikat sekitar 252.000 ton pada tahun 1997, seperti terlihat pada Gambar 2.1. Penggunaanya sebagai suplemen juga merupakan penggunaan terbanyak dalam beberapa dekade terakhir ini (Woodward, 1996).
Gambar 2.1 Peringkat suplemen yang digunakan di Amerika Serikat tahun 1979 (Fenwick dan Hanley, 1985)
Bukti awal pemanfaatan bawang putih ditemukan pada banyak kuburan Mesir, awal 3.750 SM (Woodward, 1996). Ahli sejarah juga menemukan bukti lain melalui tulisan dan gambar pada bangunan piramidanya yang menyebutkan 22 formula bawang putih sebagai pengobatan rumah tangga untuk penyakit yang
ringan termasuk masalah jantung, sakit kepala, bekas sengatan, luka bakar dan tumor (Block, 1985; Cobas, et al., 2010). Hippocrates juga menyebutkan bawang putih sebagai Father of Medicine, karena efektif sebagai laksatif dan diuretik. Pada Olympic Games pertama di Yunani pada 776 SM, para atlet mengkonsumsi bawang putih sebagai stimulan (Fenwick dan Hanley, 1985; Block, 1985).
Di Cina bawang putih sering dibuat dalam bentuk teh dan direkomendasikan untuk mengobati demam, sakit kepala, diare, dan untuk memperpanjang usia (Srivastava, et al., 1995). Di India digunakan untuk penanganan ambeien, reumatik, dermatitis, batuk, dan sebagai lotio antiseptik karena sifat antibakterinya. Tahun 1858 Louis Pasteur menyadari dan membuktikan bahwa bawang putih memiliki sifat antibakteri yang kemudian menjadikannya digunakan dalam perang dunia pertama dan kedua, ketika antibiotik golongan penisilin dan sulfa jarang ditemukan (Cobas, et al., 2010). 2.4.1 Kandungan kimia bawang putih
Zat kimia yang terkandung dalam bawang putih sedikit kompleks dan dihasilkan sebagai pertahan diri untuk melawan gangguan mikroorganisme dan pengganggu lainnya (Amagase, et al., 2001). Bawang putih terkenal dengan bau spesifik karena terdapat kandungan allicin dan komponen sulfurnya yang larut dalam minyak. Senyawa spesifik dan mudah menguap pada bawang putih yang dihancurkan adalah dialil sulfida (DAS), dialil disulfida (DADS), dialil trisulfida, metilalil disulfida, metilalil trisulfida, 2-vinil-1,3-ditin, 3-vinil-1,2-ditin (Fenwick dan Hanley, 1985) dan E,Z-ajoene (Amagase, et al., 2001).
protein, lemak, mineral, vitamin, energi, abu, pH, keasaman dan kandungan minyak essensial (Haciseferogullari, et al., 2005).
Tabel 2.2 Nilai nutrisi dan kandungan dari bawang putih (ditampilkan per 100 g bawang putih mentah)
Kandungan Nilai Mineral Nilai Vitamin Nilai Energi 119 kkal Potasium 446 mg Tiamin (Vit. B1) 0,16 mg Kadar air 70 % Fospor 134 mg Riboflavin (Vit. B2) 0,02 mg Protein 4,3 g Magnesium 24,1 mg Niasin (Vit. B3) 1,02 mg Karbohidrat 24,3 g Sodium 19 mg Piridoksin ( Vit. B6) 0,32 mg Serat 1,2 g Kalsium 17,8 mg Asam Folat 4,8 µg Lemak 0,23 g Besi 1,2 mg Asam Askorbat
(Vit.C) 14 mg
Alkohol 0 mg Zink 1,1 mg Karotenoid (β-
Karoten) 5 µmg
Abu 2,3 % Iodin 4,7 µg Vitamin A sedikit
pH 6,05 Selenium 2 µg Vitamin E 0,011 µg
Keasaman 0,172 % Sumber: Cobas, et al., 2010
Setiap bawang putih diproses dengan mengiris atau menghancurkannya, komponen-komponennya akan diubah menjadi ratusan senyawa sulfur organik dalam waktu yang singkat. Ketika dirusak, misalnya oleh mikroba atau dihancurkan, atau ketika didehidrat dan dilarutkan dengan air, enzim allinase
dengan cepat akan mengubah cytosolic sycteine sulfoxides (alliin) menjadi senyawa berbau seperti alkyl alkane-thiosulfinates seperti allicin.
γ-glutamilsistein
asam alil sulfenik + asam amino akrilat
SOH
Gambar 2.2 Perubahan senyawa kimia bawang putih (Amagase, et al., 2001)
asam lemak, glikolipid, fosfolipid dan asam amino essensial, telah dipelajari selama lebih dari beberapa dekade ini (Fenwick dan Hanley, 1985). Baru-baru ini, perhatian khusus telah diberikan kepada steroid saponin tertentu dan sapogenin seperti β-klorogenin. Beberapa penelitian menunjukkan pentingnya aktivitas
biologis dan farmakologis seperti antijamur, antibakteri, antitumor, antiinflamasi, antitrombotik dan sifat hipokolesterolemia (Matsuura, 2001; Lanzotti, 2006). Karena β-klorogenin adalah zat yang tersedia in vivo dan terdeteksi dalam darah, hal ini menunjukkan bahwa β-klorogenin mungkin merupakan senyawa bioaktif
dalam bawang putih. Karakteristik kandungan kimia lain bawang putih termasuk
allicin dan senyawa selenium organik.
Selain fakta tentang senyawa yang disebutkan di atas berkontribusi dalam sebagian bioaktivitas bawang putih, bukti dari beberapa penelitian menunjukkan bahwa fungsi biologis dan medis bawang putih terutama karena kandungan tinggi senyawa belerang organik (Augusti dan Mathew, 1973; Wargovich, et al., 1988). Senyawa ini diduga bekerja secara sinergis dengan senyawa lain seperti senyawa selenium organik.
2.4.2 Kegunaan bawang putih
sebagian dari sifat biologisnya. Pengaruh bawang putih pada penyakit kardiovaskular, termasuk hipokolesterolemia, antihipertensi, antitrombotik, dan aktivitas antihiperglikemia adalah salah satu manfaat yang paling ekstensif diteliti. Asupan bawang putih juga telah dijelaskan untuk mengurangi resiko dalam perkembangan beberapa jenis kanker, terutama pada saluran pencernaan (usus dan lambung). Bioaktivitas yang lain yang sebelumnya dijelaskan dalam bawang putih termasuk antimikroba, antioksidan, antiasma, imunomodulator dan efek prebiotik (Cobas, et al., 2010).
Bawang putih biasanya dimakan langsung tanpa kulit ataupun dimasak dan beberapa suplemen termasuk yang dikeringkan atau serbuk, minyak dan ekstrak cair. Kandungan kimia suplemen bawang putih berbeda tergantung bentuk sediaan dan preparasinya. Suplemen tunggal bawang putih diklaim bisa mengatasi sejumlah aktivitas biologis seperti terlihat pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3 Ringkasan efek bawang putih dalam meningkatkan kesehatan (Cobas, et al., 2010).
antikarsinogenik dan antimutagenik
antimikroba (antiprotozoa, antijamur, antibakteri,
antivirus)
immunomodulator
efek yg berkaitan dengan peny kardiovaskular (hipolipidemik,
hipokolesterolemik, antihipertensi, antidiabetes,
antitrobotik, antihiperhomosisteinemia)
2.4.3 Aktivitas antibakteri bawang putih
Dalam pengobatan tradisional, bawang putih telah dikaitkan dengan pengobatan virus, infeksi bakteri, jamur, dan. Saat ini, sifat antimikrobanya telah menjadi fokus dari beberapa studi terbaru
Bawang putih telah digunakan selama berabad-abad oleh berbagai suku bangsa untuk melawan infeksi penyakit. Louis Pasteur (1858) dan Lehmann (1930) memberikan bukti ilmiah modern pertama pada obat penggunaan yang antibakteri ekstrak bawang putih. Baru-baru ini, sejumlah penelitian telah membuktikan bawang putih efektivitas untuk menghambat pertumbuhan bakteri Gram positif, Gram negatif dan mikroba penghasil toksin lainnya.
. Hal tersebut jelas terlihat dari karakteristik kandungan senyawa sulfurnya yang memiliki efek terapi dan senyawa turunan allicin yang bertanggung jawab atas sifat antimikrobanya (Rose, et al., 2005). Bagaimanapun juga, beberapa protein, saponin dan senyawa fenol juga dapat berkontribusi terhadap aktivitas tersebut (Griffiths, et al., 2002). Oleh karena aktivitas antimikrobanya yang cukup baik, bawang putih dapat digunakan sebagai bahan alami untuk mengontrol pertumbuhan mikroba (Cobas, et al., 2010; Pszczola, 2002).
Aktivitas antibakteri bawang putih secara luas dikaitkan dengan senyawa
Tabel 2.3 Hasil penelitian mengenai sifat antimikroba bawang putih N
o
Sampel (Bahan
Uji) C
Bakteri Gram negatif Bakteri Gram positif
Referensi
Shigella sp. Salmonella sp. E. coli M.tuberculosis S. aureus Bacillus cereus
Keterangan: aZona hambat (mm), bMIC (Minimum Inhibitory Concentration) (mg/ml), cJumlah koloni (cfu), d
Efek antibakteri bawang putih dihasilkan akibat reaksi pertukaran antara senyawa sulfur tersebut dengan gugus thiol bebas dari enzim bakteri seperti alkohol dehidrogenase, tioredoksin reduktase, tripsin, protease lainnya dan RNA serta DNA polimerase (yang diperlukan untuk replikasi kromosom bakteri). Perpecahan ini mempengaruhi metabolisme sel dan menghambat pertumbuhan bakteri (Jonkers, et al., 1999; Bakri dan Douglas, 2005).
Bawang putih juga mempunyai kandungan yaitu saponin dan flavonoid, di samping allicin yang sama-sama berfungsi sebagai antibakteri (Griffiths, et al., 2002). Saponin adalah senyawa aktif yang kuat dan menimbulkan busa jika digosok dalam air sehingga bersifat seperti sabun (Robinson, 1995) dan mempunyai kemampuan antibakterial. Saponin dapat meningkatkan permeabilitas membran sel bakteri sehingga dapat mengubah struktur dan fungsi membran, menyebabkan denaturasi protein membran sehingga membran sel akan rusak dan lisis (Sumthong dan Verpporte, 2012). Menurut Volk dan Weller (1989), saponin memiliki molekul yang dapat menarik air atau hidrofilik dan molekul yang dapat melarutkan lemak atau lipofilik sehingga dapat menurunkan tegangan permukaan sel yang akhirnya menyebabkan kehancuran kuman.
Bakteri galur Staphylococcus aureus
Chowdhury, et al. (1991) juga melakukan penelitian tentang kemampuan bawang putih untuk menghambat galur bakteri yang telah resisten dengan antibiotik. Penelitian ini menunjukkan bahwa ekstrak bawang putih efektif secara
in vitro melawan Shigella dysenteriae, S. flexneri, S. sonnei dan E. coli dengan kosentrasi hambat minimumnya adalah 5μl/ml ekstrak.
serta bakteri lain seperti Vibrio cholerae, Pseudomonas, Proteus vulgaris, Klebsiella pneumoniae, Salmonella entereditis (bakteri yang menyebabkan keracunan makanan), Mycobacterium,
Clostridium dan Micrococcus, secara efektif dapat dihambat oleh bawang putih segar, serbuk kering serta minyak bawang putih. Bawang putih juga telah menunjukkan adanya hambatan terhadap pertumbuhan bakteri Bacillus (meliputi
B. typhosus, B. dysenteriae, B. enteriditis, B. subtilis, B. megaterium, B. pumitus,
B. mycoides, dan B. thurigiensis), Sarcina lutea, Serratiamarcescens dan
Escherihia coli (yang memproduksi toksin secara umum) (Cavallito dan Bailley, 1944; Johnson dan Vaughn, 1969; Delaha dan Garagusi, 1985; Tsao, et al., 2003).
Aktivitas in vivo yang menjanjikan juga ditunjukkan untuk melawan S. fleksineri yang telah resisten terhadap obat. Selain itu, beberapa peneliti telah menggunakan galur bakteri yang telah mengalami resisten ganda untuk menyelidiki potensi antibakteri dari bawang putih. Mereka menemukan bahwa bawang putih lebih efektif jika dibandingkan dengan antibiotik (penisilin, ampisilin, doksisiklin, streptomisin, dan sefaleksin) yang diujikan kepada bakteri
diakibatkan oleh S. aereus yang telah resisten dengan metisilin (Tsao dan Yin, 2001; Tsao, et al., 2003) dan allicin telah menunjukkan efek bakteriostatik pada bakteri enterococci yang resisten terhadap vankomisin. Daya hambat yang sinergis juga dapat diamati ketika menggunakan kombinasinya dengan vankomisin (Jonkers, et al., 1999). Selain itu, telah dilaporkan bahwa ekstrak bawang putih menghambat pertumbuhan dari patogen yang ada di mulut, yaitu
Streptococcus mutans, S. sobrinus, Porphyromonas gingivalis dan Prevotella intermedia (Gram positif). Bakteri tersebut bertanggung jawab terhadap karies gigi dan periodentitis dewasa, (Bakri dan Douglas, 2005; Groppo, et al., 2007).
Penelitian lainnya juga melaporkan bahwa bawang putih menghambat secara berbeda antara flora usus yang menguntungkan dengan bakteri usus yang berbahaya (Rees, et al., 1993). Daya hambat bawang putih 10 kali lebih efektif terhadap E. Coli daripada Lactobacillus casei (Skyme, 1997). Sifat ini kurang jelas, namun dapat dijelaskan berdasarkan perbedaaan sensitifitas enterobakteria terhadap allicin karena perbedaan komposisi dan peningkatan permeabilitas terhadap allicin dari masing-masing membrannya (Miron, et al., 2000).
Aktivitas antibakteri bawang putih juga dipengaruhi oleh pelarut untuk mengekstraksinya. Beberapa penelitian membuktikan bahwa aktivitas antibakteri bawang putih jika ekstraksi menggunakan akuades akan lebih baik daripada menggunakan metanol dan etanol (Saravanan, et al., 2010; Mukhtar dan Ghori, 2012; Safithri, et al., 2011).
agar. Namun efek tersebut tidak ada pada kombinasi dengan ampisilin. Efek sinergisme oleh allicin melawan M. tuberculosis ditemukan pada kombinasinya dengan antibiotik seperti streptomisin dan kloramfenikol (Gupta dan Visanathan, 1955). Aspek menarik dari aktivitas allicin adalah dengan ketidakstabilannya, membuat suatu mikroorganisme sulit untuk membentuk mekanisme resistensinya.
Eja, et al. (2011) menyatakan bahwa efek sinergis atau adiktif dari bawang putih dan antibiotik konvensional terhadap beberapa galur bakteri yang resisten, memberikan harapan baru untuk penelitian selanjutnya. Aktivitas antimikroba bawang putih (zona hambat 19 mm) meningkat setelah dikombinasi dengan ampisilin terhadap Escherichia coli (zona hambat menjadi 21 mm) dan
Staphylococcus aureus (zona hambat 23 mm). Namun peningkatan aktivitas tersebut tidak terjadi ketika digabung dengan Gongronema latifolium.
2.5 Minyak Kelapa Murni
Minyak kelapa murni (Virgin Coconut Oil, VCO) merupakan produk olahan kelapa. Kelapa merupakan tanaman perkebunan yang mampu tumbuh dan berproduksi dengan baik bila ditanam pada ketinggian 0 - 600 m dari permukaan laut dengan suhu rata-rata 25o
Buah kelapa berbentuk bulat lonjong dengan ukuran bervariasi, tergantung pada keadaan tanah, iklim, dan varietasnya. Warna luar kelapa juga bervariasi, mulai dari kuning sampai hijau muda, dan setelah masak berubah menjadi coklat. Adapun struktur buah kelapa terdiri dari sabut (35%), daging buah (28%), air
kelapa (15%), tempurung (12%), serta beberapa bagian lainnya. Hampir semua bagian kelapa tersebut bisa dimanfaatkan, tetapi daging buah merupakan bagian yang paling banyak dimanfaatkan untuk bahan makanan dan bahan baku industri (Setiaji dan Surip, 2002).
Pengolahan VCO tidak menggunakan bahan kimia dan pemanasan tinggi. Umumnya pembuatan VCO dibedakan atas cara kering dan cara basah. Pada cara kering, daging buah diekstrak tanpa penambahan air, sedangkan cara basah, parutan daging buah kelapa diekstrak dengan penambahan air untuk mendapatkan santan kemudian diolah menjadi VCO (Rampengan, 2006; Syah, 2005).
Proses produksi VCO yang tidak menggunakan pemanasan yang tinggi bukan hanya menghasilkan asam lemak rantai sedang (Medium chain fatty acid,
MCFA) yang tinggi, tetapi juga dapat mempertahankan keberadaan vitamin E dan enzim-enzim yang terkandung dalan daging buah kelapa. VCO yang dibuat dari kelapa segar berwarna putih murni ketika minyaknya dipadatkan dan jernih seperti air ketika dicairkan (Syah, 2005).
Tabel 2.4 Komposisi asam lemak minyak kelapa murni
Asam Lemak Simbol asam lemak Rumus Kimia Jumlah (%) Asam Lemak Jenuh: Asam Lemak Tak Jenuh:
Asam palmitoleat
Sifat-sifat kimia dan fisika dari VCO antara lain tidak berwarna, kristal seperti jarum, sedikit berbau asam ditambah aroma karamel. Tidak larut dalam air, tetapi larut dalam alkohol (1:1). Berat jenis 0,8883 pada suhu 20oC, titik cair 20 - 25oC dan tiitik didihnya 225o
Bilangan penyabunan yang tinggi menunjukkan bahwa minyak tersebut memiliki berat molekul yang rendah. Bilangan peroksida yang rendah menunjukkan VCO mempunyai stabilitas oksidasi yang tinggi. Bilangan iod yang rendah menunjukkan bahwa VCO mempunyai asam lemak tak jenuh dalam jumlah yang rendah (Ketaren, 2005; Marina, et al., 2009).
2.5.1 Asam Lemak
Asam lemak diperoleh dari hasil hidrolisis lemak. Asam lemak digolongkan menjadi tiga yaitu berdasarkan panjang rantai asam lemak, tingkat kejenuhan, dan bentuk isomer geometrisnya. Berdasarkan panjang rantai asam lemak dibagi atas; asam lemak rantai pendek (short chain fatty acids, SCFA) mempunyai atom karbon lebih rendah dari 8, asam lemak rantai sedang mempunyai atom karbon 8 sampai 12 (medium chain fatty acids, MCFA) dan asam lemak rantai panjang mempunyai atom karbon 14 atau lebih (long chain fatty acids, LCFA). Semakin panjang rantai C yang dimiliki asam lemak, maka titik lelehnya akan semakin tinggi (Silalahi, 2000; Silalahi dan Tampubolon, 2002). MCFA lebih banyak diangkut melalui vena porta menuju hati, karena ukurannya yang lebih kecil dan tingkat kelarutan yang lebih tinggi dari asam lemak rantai panjang. LCFA diserap dan dimetabolisme lebih lambat dibandingkan MCFA dan SCFA. LCFA tidak dapat diserap atau diangkut dalam darah, karena peningkatan karakter hidrofobiknya dibandingkan SCFA dan MCFA (Syah, 2005).
Berdasarkan tingkat kejenuhan asam lemak dibagi atas; asam lemak jenuh (SFA) karena tidak mempunyai ikatan rangkap, asam lemak tak jenuh tunggal (MUFA) hanya memiliki satu ikatan rangkap dan asam lemak tak jenuh jamak (PUFA) memiliki lebih dari satu ikatan rangkap. Semakin banyak ikatan rangkap yang dimiliki asam lemak, maka semakin rendah titik lelehnya (Silalahi, 2000; Silalahi dan Tampubolon, 2002).
melengkung ke arah tertentu pada setiap ikatan rangkap. Bagian rantai karbon akan saling mendekat atau saling menjauh. Jika saling mendekat disebut isomer cis (berarti berdampingan), dan apabila saling menjauh disebut trans (berarti berseberangan). Asam lemak alami biasanya dalam bentuk cis. Isomer trans biasanya terbentuk selama reaksi kimia seperti hidrogenasi atau oksidasi. Titik leleh dari asam lemak tak jenuh bentuk trans lebih tinggi dibanding asam lemak tak jenuh bentuk cis karena orientasi antar molekul dengan bentuk cis yang membengkok tidak sempurna sedangkan asam lemak tak jenuh trans lurus sama seperti bentuk asam lemak jenuh (Silalahi, 2000; Silalahi dan Tampubolon, 2002).
Asam lemak trans berdampak buruk bagi kesehatan. Apabila mengkonsumsi asam lemak trans, maka asam lemak ini akan masuk ke dalam sel-sel tubuh, yang mengakibatkan membran sel-sel dan struktur sel-seluler lainnya menjadi rusak bentuknya dan tidak dapat berfungsi dengan mestinya (Darmoyuwono, 2006).
2.5.2 Trigliserida
O
(α ) miristat atau posisi sn-1
(β ) palmitat atau posisi sn-2 (α’) miristat atau posisi sn-3 1,3 dimiristoil, 2 palmitoil gliserol
Gambar 2.4 Struktur kimia lemak (triasilgliserol) (O’Keefe, 2002; Berry, 2009; Boyer, 1986)
Keterangan: R – C – disebut dengan gugus asil, yang mengikat molekul gliserol dengan 3 asam lemak. Contoh: palmitat, stearat, oleat disebut trigliserida maka struktur kimia tersebut dinamakan palmitoil/ stearoil/oleoil.
sn : stereospesific numbering
Gliserol adalah alkohol trihidrat (mengandung tiga gugus hidroksil, atau -OH) yang dapat bergabung dengan sampai tiga asam lemak sehingga membentuk monogliserida, digliserida dan trigliserida. Asam lemak dapat bergabung dengan ketiga gugus hidroksil sehingga menghasilkan berbagai macam senyawa kimia. Monogliserida, digliserida dan trigliserida digolongkan sebagai senyawa ester yaitu senyawa yang terbentuk dari reaksi antara asam dan alkohol yang melepaskan air (H2
2.5.3 Hidrolisis trigliserida
O) sebagai hasil samping (Darmoyuwono, 2006).
Hidrolisis minyak atau lemak menghasilkan asam lemak bebas dan gliserol. Reaksi hidrolisis (Gambar 2.5) dapat terjadi karena terdapatnya sejumlah air dalam minyak, atau mereaksikannya dengan KOH atau NaOH (lebih dikenal dengan proses penyabunan). Proses penyabunan ini banyak digunakan dalam industri untuk menghasilkan gliserol (Ketaren, 2005).
OCR'''
Gambar 2.5 Persamaan reaksi hidrolisis Keterangan: A. Menggunakan NaOH (penyabunan),
B. Menggunakan enzim Lipase (enzimatik)
Proses hidrolisis juga digunakan dalam penentuan komposisi trigliserida, hasil hidrolisis kemudian diubah menjadi bentuk metil ester dan selanjutnya dianalisis dengan kromatografi gas (Boyer, 1986). Hidrolisis minyak dan lemak dalam tubuh terjadi secara enzimatik, yaitu dengan bantuan enzim lipase. Enzim lipase ini terdapat pada mulut disebut lingual lipase lambung disebut gastric lipase yang stabil dan aktif pada pH yang rendah dan pada usus halus disebut
pancreatic lipase. Ketiga enzim tersebut akan menghidrolisis trigliserida pada posisi sn-1 dan sn-3, trigliserida dengan asam lemak rantai pendek dan sedang akan langsung diserap ke sirkulasi darah di lambung yang selanjutnya diangkut ke hati untuk dimetabolisme, sedangkan asam lemak rantai panjang akan diserap melalui epitelium usus halus dan membentuk lemak kembali sebelum masuk ke sirkulasi darah, untuk selanjutnya dibawa ke jantung dan jaringan tubuh lainnya sebelum diangkut ke hati untuk dimetabolisme.
A
Saat berada di sirkulasi darah, lemak yang tidak teroksidasi menjadi energi akan mempengaruhi profil lipid darah, dapat mengendap pada dinding pembuluh darah dan menyebabkan terjadinya aterosklerosis (Roskoski, 1996; Silalahi, 2002; Page, 1989). Enzim lipase sangat penting dalam metabolisme lemak dalam tubuh. Proses pemecahan lemak (fat splitting) melepaskan asam lemak dari struktur triasilgliserol yang dapat terjadi dengan enzim lipase spesifik pada posisi sn
tertentu. Klasifikasi enzim lipase berdasarkan spesifikasinya dapat dilihat pada Tabel 2.5 (Aehle, 2004; Desbois dan Smith, 2010).
Tabel 2.5 Klasifikasi enzim lipase berdasarkan spesifikasinya Klasifikasi
enzim lipase Spesifikasi Sumber
Lipase komersil
Spesifik pada substrat
Monoasilgliserol Jaringan lemak pada tikus Mono &
diasil-gliserol Penicillium camembertii Triasilgliserol Penicillium sp.
Regiospesifik
Posisi sn-1,3
Pankreas babi
Mucor miehei
Aspergillus niger Lipase AP6®
Thermomyces lanuginose Lipozyme
TLIM®
Rhizomucor miehei Palatase M® Posisi sn-2 Candida antartica A Novozyme
435® Getah Carica papaya
Asam lemak jenuh
cis-9 Geotrichum candidum Asam lemak jenuh
rantai panjang Botrystis cinerea
Stereospesifik
Posisi sn-1 Humicola lanugunose
Pseudomonas aeruginose
Posisi sn-3 Fusarium solani cutinase Lambung kelinci
Reaksi hidrolisis dengan menggunakan enzim lipase lebih efisien dan mudah dikontrol karena enzim lipase spesifik pada posisi sn tertentu sehingga dapat mengubah produk lemak dan distribusi asam lemak yang diinginkan. Apabila dibandingkan dengan penggunaan zat kimia, akan menghasilkan produk lemak dengan distribusi asam lemak yang acak (Aehle, 2004).
Hidrolisis trigliserida secara enzimatik dengan lipase yang spesifik pada posisi sn-1,3 adalah dengan menghidrolisis trigliserida pada posisi sn-1,3 sehingga menghasilkan produk 2-monogliserida dan asam lemak bebas. Hidrolisat kemudian dipisahkan dengan larutan non polar yang terikat pada asam lemak bebas, ataupun disentrifugasi pada kecepatan dan waktu tertentu. Setelah terpisah asam lemak bebas maka, 2-trigliserida dapat dianalisis dengan alat kromatografi gas (Satiawihardja, 2001; Silalahi, dkk., 1999; Silalahi, 2002).
2.5.4 Aktivitas antibakteri asam laurat, monolaurin dan minyak kelapa murni
Monolaurin merupakan monoester yang terbentuk dari asam laurat yang telah diteliti memiliki aktivitas antivirus, antibakteri dan antijamur. Asam laurat (Gambar 2.6) merupakan komponen utama VCO. Asam laurat juga banyak terdapat dalam air susu ibu, untuk melawan penyakit pada bayi dan meningkatkan kekebalan tubuh bayi (Syah, 2005).
C O
OH
asam laurat monolaurin
Gambar 2.6 Rumus struktur asam laurat dan monolaurin (Darmoyuwono, 2006; Enig, 2010)
MCFA bekerja secara selektif dalam membunuh bakteri, sehingga bakteri yang dibutuhkan tubuh (yang terletak dalam usus) tidak terpengaruh. Akan tetapi bakteri patogen (bakteri penyebab penyakit) oleh MCFA akan dimatikan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tidak terjadi inaktivasi bakteri yang bekerja di dalam usus seperti E.coli dan Salmonella enteritidis, akan tetapi menunjukkan inaktivasi yang tinggi pada Staphylococcus epidermidis dan Hemophilus influenza. Pada penelitian lain dijelaskan bahwa MIC (Minimum Inhibitory Concentration) asam laurat terhadap bakteri E. coli lebih besar dari 5 mg/ml. Selain itu senyawa monolaurin juga mempunyai kemampuan membunuh bakteri
Helicobacter pylori yang ada pada lambung penderita maag. Bakteri ini bertanggung jawab pada timbulnya aterosklerosis (Syah, 2005; Skrivanova, et al., 2006), serta adanya infeksi oleh H. pylori dapat mempengaruhi profil lipid darah sehingga dapat memicu terjadinya aterosklerosis (Torres dan Gaensly, 2002; Aarabi, et al., 2010)
antivirus, khususnya virus yang berselubung lemak. Baik asam kaprat maupun asam laurat di dalam minyak kelapa dapat mengatasi Candida albicans (penyebab penyakit kelamin) (Darmoyuwono, 2006).
Dalam tubuh, asam laurat yang merupakan komponen utama VCO (sekitar 50%) sebagian akan diubah menjadi senyawa monogliserida yang disebut monolaurin. Senyawa ini merupakan bahan dalam sistem kekebalan tubuh. Senyawa ini berfungsi menghancurkan bibit penyakit yang dinding selnya terbuat dari lipid (lemak). Mikroba penyebab penyakit pada umumnya memiliki dinding sel yang terbuat dari lipid. Sistem kekebalan tubuh kita dapat dengan mudah mengahancurkan mikroba penyebab penyakit itu dengan bantuan monolaurin tersebut. Akan tetapi produksi monolaurin ini hanya dimungkinkan apabila mengkonsumsi asam laurat, misalnya dari minyak kelapa. Hal ini dikarenakan tubuh kita tidak dapat memproduksi atau mensintesis asam laurat (Darmoyuwono, 2006; Kumar, et al., 2005; Pratiwi, 2008; Waluyo 2005).
VCO dapat menghambat pertumbuhan berbagai bakteri patogen di antaranya Listeria monocytogene, Staphylococcus sp. maupun Helicobacter sp. Selain beberapa manfaat diatas, VCO dapat dimanfaatkan untuk menjaga keseimbangan kimiawi kulit atau epidermis buah dan sayuran, sehingga tidak mudah ditembus oleh mikroba perusak buah dan sayuran. Selain hal tersebut, minyak kelapa juga mematikan kamir dan jamur-jamur tertentu (Siti dan Supraptini, 2010). Dalam penelitiaan lain juga telah terbukti bahwa VCO dan VCO yang diformulasikan dalam bentuk sediaan krim dapat menghambat pertumbuhan Staphylococcus aureus dan Pseudomonas aeruginosa
Selain dalam bidang kesehatan, VCO juga bermanfaat dalam bidang kecantikan. Aspek kecantikan terutama berkaitan dengan kulit dan rambut. VCO dapat membantu menjaga jaringan konektiv agar tetap kuat dan longgar sehingga kulit tidak mengendur dan keriput. Proses keratinisasi pada kulit mencegah terjadinya infeksi kulit, pH rendah kulit (sekitar 5,5) dan kehadiran asam lemak menghambat pertumbuhan mikroorganisme selain flora normal. Kulit manusia biasanya dihuni oleh sejumlah spesies bakteri dan jamur, termasuk beberapa spesies penyebab penyakit, seperti Staphyloccus epidermidis dan Canadida albicans. Meskipun kulit biasanya efektif sebagai penghalang infeksi, jenis jamur (dermatophytes) dapat menginfeksi stratum korneum, rambut dan kuku, dan beberapa mikroorganisme dapat menembus kulit. Kebanyakan mikroorganisme menembus melalui tusukan (infeksi jamur), luka (staphylococci), luka bakar (Pseudomonas aeruginosa), dan luka pada penderita diabetes (Kumar, et al., 2005). Berbagai aktivitas antimikroba minyak kelapa murni dan beberapa kandungannya dapat dilihat pada Tabel 2.6.
Tabel 2.6 Hasil penelitian mengenai sifat antimikroba asam laurat, monolaurin dan minyak kelapa murni
Penggunaan pencadang gelas dilakukan oleh Ginting (2008), untuk pengujian VCO dan krim VCO. Sedangkan Ugbogu, et al. (2006), menggunakan pencadang kertas dengan diameter 5 mm untuk pengujian palm kernel oil yang sama seperti VCO memiliki kandungan asam lemak terbesar adalah asam laurat. Berbeda dengan Nurliana, dkk. (2009), dalam pengujian minyak pliek u (minyak kelapa terfermentasi) menggunakan pencadang kertas dengan diameter 13 mm.
VCO dan kandungannya asam laurat dan monolaurin efektif terhadap bakteri Gram positif seperti Staphylococcus aureus dan Lysteria monocytogene, dan Gram negatif seperti Pseudomonas aeruginosa dan Helycobacter pylori. Ada beberapa metode untuk penentuan aktivitas antibakteri VCO, asam laurat dan monolaurin yang pernah dilakukan pada penelitian sebelumnya. Sulistiyaningsih, dkk. (2007), melakukan pengujian aktifitas antibakteri VCO terhadap
Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus aureus dan Candida albicans menggunakan metode difusi agar cara perforasi, yaitu dengan membuat lubang pada media yang telah memadat, kemudian pada lubang tersebut diteteskan bahan uji.
2.5.5 Bilangan asam
Bilangan asam adalah ukuran dari jumlah asam lemak bebas yang terkandung dalam minyak, dihitung berdasarkan berat molekul dari asam lemak atau campuran asam lemak. Bilangan asam termasuk ke dalam persyaratan SNI untuk menentukan kualitas minyak. Bilangan asam dinyatakan sebagai jumlah miligram KOH yang digunakan untuk menetralkan asam lemak bebas yang terdapat dalam 1 gram minyak atau lemak (Ketaren, 2005). Berikut ini adalah rumus menentukan bilangan asam:
Bilangan asam =A × N ×BM KOH G
Keterangan:
